To mózg mężczyzny w średnim wieku, który doznał rozległego, śmiertelnego wylewu. Z wierzchu nie widać żadnych uszkodzeń, ale gdyby przeciąć go na pół, zapewne można byłoby zobaczyć ciemnobrązową plamę zakrzepłej krwi w miejscu, gdzie doszło do wycieku. Takie plamy widać na płatach mózgu leżących obok na laboratoryjnym stole sekcyjnym.
Mózg 73-letniego mężczyzny, który zmarł w wyniku wylewu. Sekcja wykazała budowę typową dla osób z zespołem otępiennym.
Fot.: Marcin Jamkowski/Adventure Pictures / NIEZAREJESTROWANY
Lekarze i neurobiolodzy w Zakładzie Neuropatologii Instytutu Psychiatrii i Neurologii mają dużo takich preparatów, bo na co dzień na ich podstawie diagnozują i badają różne schorzenia mózgu. A teraz zamierzają podzielić się swoimi zasobami, przenosząc do internetu mózgi osób z różnymi schorzeniami, które gromadzono w instytucie przez całe dziesięciolecia. To pierwszy tego typu projekt na świecie, który został nazwany Digital Brain. – Chcemy, aby dzięki temu cyfrowemu bankowi mózgów każdy naukowiec i lekarz z każdego miejsca na ziemi miał dostęp do informacji o przypadkach, które badaliśmy tutaj, w instytucie. A było ich całkiem sporo, w tym wiele unikatowych – mówi dr n. med. Tomasz Stępień, koordynator projektu Digital Brain.
Czytaj też: Nasz mózgowy zegar potrafi pędzić jak szalony lub wlec się niemiłosiernie. Od czego to zależy?
Skąd te mózgi?
Podstawowym zadaniem Zakładu Neuropatologii nie jest gromadzenie mózgów, ale diagnostyka chorób ośrodkowego układu nerwowego, zarówno u osób żyjących, jak i pośmiertnie. – U chorych najczęściej diagnozujemy guzy mózgu, określamy typy i stopień złośliwości, co pozwala onkologom dobrać odpowiednią terapię. Neuropatologów w Polsce jest niewielu, dlatego docierają do nas wycinki pobrane z mózgów pacjentów z kilku województw – opowiada dr Stępień.
Zakład zajmuje się też badaniem mózgów osób już zmarłych w celu określenia dokładnej przyczyny śmierci. – Zazwyczaj odbywa się to tak, że podczas sekcji zwłok wykonywanej w szpitalu gdzieś w Polsce pobierany jest cały mózg i wysyłany do nas, do specjalistycznej diagnostyki neuropatologicznej, która ma potwierdzić bądź wykluczyć mózgową przyczynę zgonu – mówi dr Stępień.
Pobrane mózgi umieszczane są w pojemnikach z formaliną. Po dwóch tygodniach można je badać. – Płyn ten nie tylko konserwuje, ale też sprawia, że tkanka nieco zmienia swoją konsystencję, staje się twardsza. Dzięki temu łatwiej ją potem sekcjonować, czyli ciąć na plastry. To pozwala nam zajrzeć do środka w poszukiwaniu chorób i nieprawidłowości w budowie – opowiada dr Stępień.
Czasami zmiany widać już na pierwszy rzut oka. – Jeżeli widzimy zanik płatów czołowych mózgu, to niemal na pewno jest on wywołany chorobami neurodegeneracyjnymi, jak choroba Alzheimera – mówi dr Stępień. Często jednak zmiany widać dopiero pod mikroskopem. Jeśli więc badacze chcą przyjrzeć się strukturze mózgu w skali mikro, odcinają fragment do dalszych badań i zatapiają go w przezroczystej parafinie. Dr Stępień pokazuje taki preparat. – Taka parafinowa kostka dodatkowo utwardza tkankę, co pozwala odciąć od niej cieniusieńkie płatki grubości ułamków milimetra do nałożenia na szkiełko mikroskopowe. Szkiełko bywa w różnych kolorach, bo naukowcy, dla lepszego uwidocznienia komórek mózgowych, barwią preparaty na różne kolory – tłumaczy dr Stępień. Oczywiście, neuropatolodzy mają też do dyspozycji historię choroby danego pacjenta, wyniki wcześniejszych badań obrazowych głowy, tomografii komputerowej lub rezonansu magnetycznego, oraz – dziś coraz częściej – badania genetyczne. To wszystko bardzo ułatwia postawienie ostatecznej diagnozy.
Do chwili obecnej zarchiwizowaliśmy ponad 6 tysięcy mózgów – mówi prof. Wierzba-Bobrowicz.
Fot.: Marcin Jamkowski/Adventure Pictures / NIEZAREJESTROWANY
Kora w zaniku i niewidzialna mgła
Kiedy mózg czy jego fragmenty są już przebadane, diagnoza postawiona, preparaty trafiają do archiwum. Zgodnie z prawem muszą być przechowywane przez kolejne lata, ale i później nikt ich nie wyrzuca. – Nie wiadomo, kiedy taki mózg może przydać się do dalszej diagnostyki i celów naukowych – mówi dr Stępień.
Dlatego wszystkie mózgi czy ich fragmenty po zbadaniu zostają umieszczone w plastikowych pudełkach, zalane formaliną, starannie opisane i zniesione do piwnic instytutu. I tak już od 70 lat, bo tworzenie tych zbiorów zapoczątkowała w latach 50. XX wieku wybitna neuropatolog prof. Ewa Osetowska. – Wprowadziła ona nową metodę sekcjonowania mózgu metodą Spielmeyera w centymetrowych płatach, którą stosujemy do dzisiaj – tłumaczy prof. Teresa Wierzba-Bobrowicz, kierownik Zakładu Neuropatologii i konsultantka wojewódzka w dziedzinie neuropatologii. Następcy prof. Osetowskiej w Zakładzie Neuropatologii robili podobnie – gromadzili skrupulatnie fragmenty mózgów, wycinki, preparaty na szkiełkach mikroskopowych oraz dokumentację każdego przypadku. – W ten sposób do chwili obecnej zarchiwizowaliśmy ponad 6 tysięcy mózgów – mówi prof. Wierzba-Bobrowicz. To jedna z największych kolekcji na świecie.
Zobacz: Romans ze sztuczną inteligencją. „Trzeba mieć dla niej wyrozumiałość, wiedzieć, że jest trochę komputerowa”
Mózgi zebrane w podziemiach IPiN dokumentują najróżniejsze przypadki chorób. – To głównie choroby neurozwyrodnieniowe, takie jak choroba Alzheimera, Huntingtona czy Parkinsona, mamy też ponad sto mózgów z chorobą Creutzfeldta-Jakoba, zwaną też chorobą szalonych krów. Przez wiele lat byliśmy jedynym ośrodkiem w Polsce zajmującym się diagnostyką tej choroby, stąd tak duża kolekcja zakażonych prionami tkanek w naszych zbiorach – opowiada dr Stępień. Są też fragmenty mózgów ze stwardnieniem rozsianym, stwardnieniem zanikowym bocznym, chorobą Parkinsona, udarami, nowotworami, w przebiegu HIV, boreliozy, kiły czy odry.
Wciąż dodawane są nowe preparaty. W IPiN pracuje prof. Anna Członkowska, która jest światowej sławy specjalistką od choroby Wilsona, i trafiają do niej przypadki diagnostyczne tej choroby z całej Polski, więc bank mózgów ma sporą kolekcję dotyczącą również tej ciężkiej, genetycznej choroby. Pracownicy zakładu prowadzili także badania wraz z innymi naukowcami nad okołoporodowym niedotlenieniem mózgu i jego związkiem z późniejszym wystąpieniem chorób psychicznych. – I rzeczywiście, z tych badań wynikło, że zaburzone tworzenie się naczyń krwionośnych wskutek niedotlenienia w młodym mózgu sprzyja późniejszemu pojawieniu się zaburzeń psychicznych – relacjonuje dr Stępień.
Czasami neuropatolodzy sami zaskoczeni są preparatami, jakie trafiają do ich laboratorium. Dr Stępień wspomina wrażenie, jakie zrobił na nim mózg osoby, która zmarła z powodu choroby Huntingtona, ciężkiej, dziedzicznej dolegliwości, powodującej obumieranie neuronów. Mózg był tak zniszczony, że kora mózgowa była niemal w zaniku. – Aż trudno sobie wyobrazić, jak ten człowiek mógł funkcjonować – mówi dr Stępień. W archiwum są też niezwykle rzadkie przypadki chorób genetycznych, metabolicznych i mitochondrialnych. – Postawienie właściwego rozpoznania to czasem nie lada wyzwanie – mówi dr Albert Acewicz, neurolog z zespołu Zakładu Neuropatologii.
Ostatnie prace badawcze w zakładzie dotyczą zmian w mózgach osób zakażonych wirusem SARS-CoV 2. – Zebraliśmy 52 mózgi chorych zmarłych na COVID-19 z całej Polski, co jest jedną z największych dotychczasowych prób na świecie, i przeanalizowaliśmy je pod mikroskopem, poszukując różnych zmian, które mógł pozostawić koronawirus – opowiada dr Acewicz. Okazało się, że wirus na większości tych mózgów odcisnął swój ślad. – Dopiero analizujemy wyniki, ale wiemy już, że tkanki miały ślady stanu zapalnego. W dalszym ciągu badamy, czy zakażenie koronawirusem zwiększało ryzyko zakrzepu naczyń, które mogłyby skutkować udarem lub brakiem koncentracji, rozkojarzeniem zwanym potocznie mgłą mózgową. Wyniki opublikujemy w najbliższym czasie – mówi dr Acewicz. Te mózgi po badaniach również trafiły do wirtualnego archiwum.
Na wyciągnięcie ręki
Te preparaty to niezwykle cenny materiał badawczy dla naukowców. – Od lat zgłaszają się do nas różne instytucje naukowe, prosząc o udostępnienie tkanek do badań, np. nad nowymi terapiami czy lekami na dane choroby. Oczywiście, udostępniamy nasze zbiory w takich sytuacjach, ale to często jest kłopotliwe, chociażby pod względem logistycznym przy przesyłaniu próbek gdzieś daleko – opowiada dr Stępień.
I właśnie natłok takich próśb sprawił, że w pewnym momencie dr. Stępniowi przyszedł do głowy pomysł, żeby udostępnić całą tę bezcenną dla naukowego świata kolekcję online. Bez żadnych ograniczeń czasowych czy finansowych, tak żeby każdy, kto chce zbadać jakąś chorobę mózgu, mógł bez problemu skorzystać ze wszystkiego, co warszawskim neuropatologom udało się zgromadzić. Tak narodziła się idea Digital Brain – otwartej platformy internetowej ze zdjęciami fragmentów mózgów i preparatów, skanami mikroskopowymi, rozpoznaniami neuropatologicznymi. – Nasz projekt przeznaczony jest głównie dla naukowców i lekarzy, ale może z niego skorzystać każdy, kto jest zainteresowany tym, jak funkcjonuje ludzki mózg – mówi dr Stępień.
Przeniesienie tych ogromnych zbiorów do wirtualnego świata było wielką pracą, która rozpoczęła się w 2018 r. Neuropatolodzy robią zdjęcia kawałkom mózgów liczących sobie kilkadziesiąt lat, skanują preparaty wykonane przez poprzedników. Wożą preparaty z piwnicy na piąte piętro, gdzie mieści się Zakład Neuropatologii, i z powrotem. Na środku laboratorium stoi wózek wypełniony pudełkami z mózgami zatopionymi w formalinie. – Właśnie przywieźliśmy kolejną porcję zbiorów do digitalizacji – mówi dr Stępień. Oczywiście, zbiory są anonimowe. – Nie ma tam żadnych personaliów osób, do których należały tkanki, preparaty są zakodowane cyframi. Można więc poczytać o przypadku choroby, a nie o konkretnym człowieku – zapewnia dr Stępień.
Naukowcy wiedzą, że w przyszłości diagnozowaniem chorób mózgu przynajmniej częściowo będzie się zajmować sztuczna inteligencja. Podobnie, jak dzieje się to dzisiaj np. w przypadku raka piersi – na podstawie dotychczasowej wiedzy, zgromadzonych w pamięci komputerowej zdjęć, obrazów z tomografu czy fMRI będzie wskazywać najbardziej prawdopodobną diagnozę. Zespół Zakładu Neuropatologii zamierza stworzyć taki algorytm na podstawie swojej bazy danych i udostępniać go szpitalom – to kolejny cel projektu Digital Brain.
Platforma internetowa www.digitalbrain.ipin.edu.pl już działa. Oczywiście, cała ta wielka praca nie byłaby możliwa bez finansowego wsparcia, zapewniła je UE w ramach Programu Operacyjnego Polska Cyfrowa, część finansowania pochodzi też z budżetu państwa. Naukowcy z IPiN zamierzają rozbudowywać to internetowe archiwum. – W niedługim czasie platforma powiększy się o preparaty zgromadzone przez Warszawski Uniwersytet Medyczny, już się w tej sprawie porozumieliśmy – mówi dr Acewicz.
Naukowcom marzy się też, by do archiwum trafiały nowe preparaty. – Ja i moi koledzy w pracy klinicznej często spotykamy się z pacjentami z nieuleczalnymi chorobami układu nerwowego, którzy mając świadomość, że na ich chorobę nie ma lekarstwa, pytają nas, czy mogą przysłużyć się nauce i społeczeństwu, oddając swój mózg po śmierci do badań – mówi dr Acewicz. Dla badaczy najważniejsze są osoby z rzadkimi, trudnymi chorobami – ich mózgi po śmierci mogłyby posłużyć do lepszego poznania schorzenia i – być może – opracowania skutecznej terapii. – Nie zrobimy tego, dopóki nie zrozumiemy, w jaki sposób te choroby niszczą mózg – dodaje dr Stępień.
Czytaj także: Ruch zapisany w ciele. Jak pamięć mięśniowa pomaga nam w życiu
Zgłoś naruszenie/Błąd
Pozytywnie
Neutralnie 
Negatywnie
Lubię to!
Super
Ekscytujący 
Ciekawy
Smieszny
Smutny
Wściekły
Przerażony
Szokujący
Wzruszający
Rozczarowany
Zaskoczony
Prawda
Manipulacja
Fake news
Oryginalne źródło ZOBACZ
Dodaj kanał RSS
Musisz być zalogowanym aby zaproponować nowy kanal RSS